达西实验报告
《水文地质学基础》实验报告 实验名称:达西定律实验
实验人: 实验日期: 一、实验目的
1、测定渗透砂体的渗透量与水头损失的关系,验证渗流的达西定律。
2、测定均质砂的渗透系数K 值; 二、实验设备:
1. 供水器装置(马氏瓶):以法国物理学家Mariotte 的马利奥特瓶装置,是一种能控制水位又能自动连续补给水的量测装置。
2. 渗透装置(试样筒):有机玻璃圆筒,上部设有进水孔,底部装有过滤板,下端有出水孔,供测量渗流量用。侧面有三个测压孔。
3. 测压装置(测压板和测压管):在测压板上装有三根5-8mm 带刻度的玻璃管,分别与试样筒上的三个测压孔连接,用于测定三个断面上的测压水位。三个测压管用胶管分别与试样筒相应的管孔连结。
4. 排水装置:在测压板上均匀分布有一系列的圆孔,用于调节排水水位。
其它设备有:100m1的量筒、水槽、漏斗、捣捧、装样杯、秒表、温度计、管夹、胶皮管及吸气球等。 三、实验原理:
达西通过大量实验,得到圆筒过水断面的渗流量Q 与圆筒断面F 和水力坡度I 成正比,并和土壤的透水性能有关,所建立基本关系式如下:
式中:
v---为渗流简化模型的断面平均流速;
K---为岩石的渗透系数,反映了孔隙介质透水性能。 四、实验步骤:
1. 检查仪器设备是否齐全、完好。胶管与仪器连结处是否漏气漏水或堵塞。
2. 装样:岩样有两种,即原状样和扰动样。原状样就是在野外取来土柱直接装到渗透装置(有机玻璃圆筒)内;扰动样则要按天然容重分层捣实,尽量接近天然状态,否则就没有实验意义了。装样前,在过滤筛板上放二层铜丝网,然后装样,每装3—5cm 厚时,用捣捧轻击数次,并测定试样的孔隙度或容重,使其结构尽量符合实际状态。重复上述过程,直至试样超过最上一个测压孔以上5cm 为止。
3. 饱和试样(因达西定律是饱水带重力水运动的基本定律):先将排水水位调节高于试样水面,饱和试样时要自上而下进行注水(便于排气),打开供水管夹,待试样表面出现水膜时(即饱和了),立即关闭供水夹,观察试样筒及三个侧压管水位是否在同一水平面上(因此时试样筒与测压管是U 型连通器),如果测压管水位不在同一水平面上,则说明有气泡存在或测压管被堵塞,这时需要排气,排气的方法有两种,即将测压板倾斜或用吸耳气球从偏高或偏低水位的管中吸出气泡,达到水平,各测压管水位差
4. 实验测定:打开供水管夹(实验过程中保持常水头供水),调节排水水位(不能高于供水水位),当测压管水位稳定后(30秒钟内水位变动
仪器内径D = cm ;渗透土柱断面面积F = cm 2;测压间距L = cm 。
实验记录表格
(二)绘制v 与I 关系图:
(三)实验结论: